JPH10205405A - Fuel injector - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a stable restarting of an internal combustion engine, by securing a constant for the fuel supply at the time of restarting of the engine. SOLUTION: A fuel injector is provided with a first closed circuit K1 reaching the positive electrode of an impulsive expansion element 17a from the positive electrode of the direct current power source, the negative electrode of the impulsive element 17a from the positive electrode thereof, and the negative electrode of the direct current power source from the negative electrode of the impulsive expansion element 17a, a second circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode of the impulsive expansion element 17a in parallel with the first closed circuit to inject fuel from an injection nozzle 41 by supplying electric power from the direct current power source to the impulsive expansion element 17a through the on and off operation of an electric charging switch disposed in the first closed circuit K1 and a electric discharging switch disposed in the second closed circuit K2 and pressurizing fuel in a pressurizing room 32 by the impact force. Further, the device is provided with an electric switch K3 which makes the electric discharging switch operated for a fixed time when a power source is switched off.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、衝撃的高圧によ
り燃料を噴射する燃料噴射装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for injecting fuel by an impulsively high pressure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】出願人は燃料噴射装置として、特願平８
−２１９６７２号において内燃機関の燃焼室に高圧で燃
料を噴射する燃料噴射装置を提案しており、この燃料噴
射は衝撃的な高圧で噴射でき噴霧の微粒化の面で有利で
ある。このような燃料噴射装置で加圧源部分に圧電素子
あるいは磁歪素子などの衝撃的伸長素子を用いると、比
較的簡単な構造で燃料を衝撃的に高圧にでき噴霧の微粒
化を得ることができる。2. Description of the Related Art Applicants have disclosed a fuel injection device as disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
Japanese Patent No. 219672 proposes a fuel injection device for injecting fuel at a high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine, and this fuel injection can be injected at a shocking high pressure, which is advantageous in atomizing spray. When a shock-extending element such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element is used as a pressurizing source in such a fuel injection device, the fuel can be shocked to a high pressure with a relatively simple structure, and atomization of spray can be obtained. .

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この内圧電素子を用い
た衝撃的伸長素子を用いた燃料噴射装置として出願人が
特願平９−１０６１７号において提案したものにおいて
は、直流電源の正極から衝撃的伸長素子の正極、この衝
撃的伸長素子を介して衝撃的伸長素子の負極、この衝撃
的伸長素子の負極から直流電源の負極に到る第１の閉回
路を形成し、この第１の閉回路と並列に、衝撃的伸長素
子の正極と負極を結ぶ第２の閉回路を形成し、第１の閉
回路の途中に配置した充電スイッチと第２の閉回路の途
中に配置した放電スイッチとのオン、オフ作動により衝
撃的伸長素子に直流電源から電力を供給して伸長させる
ことにより加圧室内の燃料を衝撃力で加圧し、噴射孔か
ら燃料を噴射する。In the fuel injection device using the shock-elongating element using the piezoelectric element, which was proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 9-10617, the impact from the positive electrode of a DC power supply was measured. A first closed circuit from the negative electrode of the shock-elongating element, the negative electrode of the shock-elongating element to the negative electrode of the DC power source, through the shock-elongating element, In parallel with the circuit, a second closed circuit that connects the positive electrode and the negative electrode of the shock-stretching element is formed, and a charge switch arranged in the middle of the first closed circuit and a discharge switch arranged in the middle of the second closed circuit. The fuel in the pressurized chamber is pressurized by an impact force by supplying electric power from a DC power supply to the shock-elongating element by ON / OFF operation of the shock-elongating element, thereby injecting fuel from the injection hole.

【０００４】ところで、このような燃料噴射装置は、例
えば車両の内燃機関に備えられることがあるが、衝撃的
伸長素子への充電状態あるいは放電状態のいずれかで内
燃機関が停止されるため、内燃機関の再始動時に燃料供
給タイミングが変化し、安定した再始動性が得られな
い。特に、自動二輪車に搭載される２サイクル内燃機関
に備え、例えばキックスタータでクランク軸を回転して
始動する場合には、クランク軸の１回転に１回の点火タ
イミングしかないため、この点火タイミングに応じて燃
料を噴射しないと始動できないことがある。Incidentally, such a fuel injection device is sometimes provided in, for example, an internal combustion engine of a vehicle. However, since the internal combustion engine is stopped in either a charged state or a discharged state of the shock-extending element, the internal combustion engine is stopped. When the engine is restarted, the fuel supply timing changes, and stable restartability cannot be obtained. In particular, in the case of starting with a two-stroke internal combustion engine mounted on a motorcycle and rotating the crankshaft with a kick starter, for example, there is only one ignition timing for one rotation of the crankshaft. Accordingly, starting may not be possible unless fuel is injected.

【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、再始動時の燃料供給タイミングを一定にし、内燃
機関の安定した再始動性が得られる燃料噴射装置を提供
することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the invention is to provide a fuel injection device which can stabilize fuel supply timing at the time of restart and obtain stable restartability of an internal combustion engine. .

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するため、請求項１記載の発明は、直流電源
の正極から衝撃的伸長素子の正極、この衝撃的伸長素子
を介して前記衝撃的伸長素子の負極、この衝撃的伸長素
子の負極から直流電源の負極に到る第１の閉回路を形成
し、この第１の閉回路と並列に、前記衝撃的伸長素子の
正極と負極を結ぶ第２の閉回路を形成し、前記第１の閉
回路の途中に配置した充電スイッチと前記第２の閉回路
の途中に配置した放電スイッチとのオン、オフ作動によ
り前記衝撃的伸長素子に直流電源から電力を供給して伸
長させることにより加圧室内の燃料を衝撃力で加圧し、
噴射孔から燃料を噴射する燃料噴射装置において、前記
第１の閉回路の途中に電源スイッチを配置し、この電源
スイッチのオフにより前記放電スイッチを所定時間作動
させる放電回路を備えることを特徴としている。内燃機
関の停止時、電源スイッチのオフにより放電スイッチを
所定時間作動させ、衝撃的伸長素子を放電させること
で、衝撃的伸長素子は常に放電状態になる。このため、
内燃機関を再始動する時に点火タイミングに応じて燃料
供給タイミングを合わせて設定することができ、安定し
た再始動性が得られる。In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the invention according to claim 1 is characterized in that a positive electrode of a DC power supply is connected to a positive electrode of an impact extension element, A negative electrode of the shock-stretching element, a first closed circuit extending from the negative electrode of the shock-stretching element to the negative electrode of the DC power supply, and in parallel with the first closed circuit, a positive electrode of the shock-stretching element and A second closed circuit connecting the negative electrodes is formed, and the shock extension is performed by ON / OFF operations of a charge switch arranged in the middle of the first closed circuit and a discharge switch arranged in the middle of the second closed circuit. The fuel in the pressurized chamber is pressurized by impact force by supplying power from the DC power supply to the element and expanding it,
In a fuel injection device for injecting fuel from an injection hole, a power switch is disposed in the middle of the first closed circuit, and a discharge circuit for operating the discharge switch for a predetermined time by turning off the power switch is provided. . When the internal combustion engine is stopped, the discharge switch is operated for a predetermined time by turning off the power switch to discharge the shock-extending element, so that the shock-expanding element is always in a discharge state. For this reason,
When the internal combustion engine is restarted, the fuel supply timing can be set in accordance with the ignition timing, and stable restartability can be obtained.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】以下、この発明の燃料噴射装置に
ついて説明する。図１はこの発明に係る燃料噴射装置を
適用した自動二輪車に搭載された２サイクル内燃機関の
構成図である。エンジン１は、燃焼室４３の上部を構成
するシリンダヘッド２と、燃焼室４３の筒体を構成する
シリンダブロック３と、クランク室６００を形成するク
ランクケース４とにより構成される。クランク室６００
内のクランク軸５は、クランクピン６及びピストンピン
７に連結されたコンロッド１００を介してピストン８に
連結される。クランク室６００に連通する吸気管９及び
シリンダ内の燃焼室４３に連通する排気管１１を備えて
いる。排気管１１にはマフラー６０１が接続されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fuel injection device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine mounted on a motorcycle to which the fuel injection device according to the present invention is applied. The engine 1 includes a cylinder head 2 that forms an upper part of the combustion chamber 43, a cylinder block 3 that forms a cylinder of the combustion chamber 43, and a crankcase 4 that forms a crank chamber 600. Crank chamber 600
The inner crankshaft 5 is connected to a piston 8 via a connecting rod 100 connected to a crankpin 6 and a piston pin 7. An intake pipe 9 communicating with the crank chamber 600 and an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder are provided. A muffler 601 is connected to the exhaust pipe 11.

【０００８】また、クランク室６００と燃焼室４３と
を、掃気通路４２で連通している。吸気管９内にはスロ
ットル弁４８及びリード弁４７が設けられる。シリンダ
ヘッド２には、燃焼室４３に臨んで中央部に点火プラグ
１３が装着される。The crank chamber 600 and the combustion chamber 43 communicate with each other via a scavenging passage 42. A throttle valve 48 and a reed valve 47 are provided in the intake pipe 9. The ignition plug 13 is attached to the cylinder head 2 at the center thereof facing the combustion chamber 43.

【０００９】クランク軸５には、スタータギヤ５００が
一体回転可能に設けられ、このスタータギヤ５００に中
間ギヤ５０１を介して始動モータＭ１の出力軸５０３が
始動モータＭ１起動時のみ噛み合い、始動モータＭ１に
より中間ギヤ５０１、スタータギヤ５００を介してクラ
ンク軸５を強制的に回転してエンジンを始動させる。ま
た、クランク軸５には、メインギヤ５１０が一体回転可
能に設けられ、このメインギヤ５１０にドリブンギヤ５
１１が噛み合い、さらにドリブンギヤ５１１にスタータ
駆動ギヤ５１２がキックレバー５１３回動時のみ噛み合
っている。キックレバー５１３によりスタータ駆動ギヤ
５１２が回転し、これによりドリブンギヤ５１１を介し
てクランク軸５を強制的に回転し、例えばバッテリ容量
不足時に始動モータＭ１が作動できない時等にも、キッ
クレバー５１３によりエンジン１を始動させることがで
きるようになっている。A starter gear 500 is provided on the crankshaft 5 so as to be integrally rotatable. An output shaft 503 of a start motor M1 is engaged with the starter gear 500 via an intermediate gear 501 only when the start motor M1 is started. The engine is started by forcibly rotating the crankshaft 5 via the gear 501 and the starter gear 500. A main gear 510 is provided on the crankshaft 5 so as to be integrally rotatable.
The starter drive gear 512 meshes with the driven gear 511 only when the kick lever 513 rotates. The starter drive gear 512 is rotated by the kick lever 513, thereby forcibly rotating the crankshaft 5 via the driven gear 511. For example, even when the starting motor M1 cannot be operated when the battery capacity is insufficient, the kick lever 513 allows the engine to operate. 1 can be started.

【００１０】シリンダヘッド２には、燃焼室４３に臨ん
で、燃料噴射ユニット４４が設けられる。この燃料噴射
ユニット４４は、後述の実施の形態における高圧発生装
置１６とインジェクタ１４とを一体に構成したものであ
り、衝撃的高圧波を利用して燃料を噴射する。The cylinder head 2 is provided with a fuel injection unit 44 facing the combustion chamber 43. The fuel injection unit 44 is configured such that the high-pressure generator 16 and the injector 14 in an embodiment described later are integrated, and injects fuel by using a high-pressure shock wave.

【００１１】この燃料噴射ユニット４４は、燃料供給パ
イプ２１を介して、燃料噴射ユニット４４より高い位置
に設けた上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フ
ロート室４６に連通する。この気液分離フロート室４６
は、液面を一定とするためのフロート式弁４６ａ、燃料
コック１９Ａ及びフィルタ２０を介して、燃料タンク２
２に連通する。燃料噴射ユニット４４は、制御回路１８
に連結され、さらに電源回路４５に接続される。なお、
この燃料噴射ユニット４４は、図１の一点鎖線で示した
ように、シリンダブロック３の側壁面あるいは吸気管９
に設けてもよい。The fuel injection unit 44 communicates via a fuel supply pipe 21 with a gas-liquid separation float chamber 46 provided with a breather hole (not shown) at an upper portion provided above the fuel injection unit 44. This gas-liquid separation float chamber 46
Is connected to a fuel tank 2 via a float valve 46a for keeping the liquid level constant, a fuel cock 19A and a filter 20.
Connect to 2. The fuel injection unit 44 includes the control circuit 18
And further connected to a power supply circuit 45. In addition,
As shown by the dashed line in FIG. 1, the fuel injection unit 44 is provided on the side wall surface of the cylinder block 3 or the intake pipe 9.
May be provided.

【００１２】この構成により、燃料噴射ユニット４４内
の不図示の加圧室、噴射通路、弁手段の気泡は、エンジ
ン１停止中にエア抜きパイプ２３へ入り、気液分離フロ
ート室４６方向に浮力により移動する。気泡が加圧室に
入るのは、弁手段より噴射通路が上位にあり、噴射通路
より加圧室が上位にあるからである。また、気泡が加圧
室からエア抜きパイプ２３へ入るのは、エア抜きパイプ
２３の加圧室側開口が、加圧室の上部にあるからであ
る。エア抜きパイプ２３の加圧室側開口が、燃料供給パ
イプ２１端部の不図示の導入ポートより上位にあると、
確実にエア抜きパイプ２３内へ気泡を導くことができ
る。一方、燃料供給パイプ２１中の気泡は、エンジン１
停止中に浮力により気液分離フロート室４６内に移動す
る。With this configuration, air bubbles in the pressurizing chamber, the injection passage, and the valve means (not shown) in the fuel injection unit 44 enter the air vent pipe 23 while the engine 1 is stopped, and buoyant in the gas-liquid separation float chamber 46 direction. Move by. The bubbles enter the pressurized chamber because the injection passage is higher than the valve means and the pressurized chamber is higher than the injection passage. The air bubbles enter the air vent pipe 23 from the pressurizing chamber because the opening of the air vent pipe 23 on the pressurizing chamber side is above the pressurizing chamber. When the pressure chamber side opening of the air release pipe 23 is higher than the introduction port (not shown) at the end of the fuel supply pipe 21,
Air bubbles can be reliably introduced into the air release pipe 23. On the other hand, air bubbles in the fuel supply pipe 21
During the stop, it moves into the gas-liquid separation float chamber 46 by buoyancy.

【００１３】エンジン１運転中は、燃料噴射ユニット４
４が作動し、衝撃的高圧波発生による噴射、噴射により
加圧室に発生する負圧と気液分離フロート室４６の燃料
油面によるヘッド（正圧）とによる加圧室への燃料移動
とが交互に連続して発生する。加圧室への燃料移動時、
エア抜きパイプ２３内の加圧室寄り部分に気泡がある
と、気泡が再び加圧室内に戻ることになるので、エア抜
きパイプ２３内に気液分離フロート室４６方向のみに流
れを許容する逆止弁を配置すると、エンジン１運転中に
も確実にエア抜きができる。衝撃的高圧波は、発生面の
法線方向に強い指向性があるので、燃料噴射時のエア抜
きパイプ２３内への燃料押し出し量（噴射洩れ量）は僅
かである。この僅かなエア抜きパイプ２３内への燃料押
し出し作用により、エア抜きパイプ２３内の気泡は確実
に気液分離フロート室４６へ移動し分離される。なお、
燃料噴射時の燃料供給パイプ２１内への燃料押し戻し量
（燃料洩れ量）は僅かではあるが、燃料供給パイプ２１
内に加圧室方向のみに流れを許容する逆止弁を配置する
と、噴射洩れ量を少なくできる。While the engine 1 is operating, the fuel injection unit 4
4 operates, and the fuel is transferred to the pressurizing chamber by the injection due to the generation of the shocking high-pressure wave, the negative pressure generated in the pressurizing chamber by the injection, and the head (positive pressure) by the fuel oil level of the gas-liquid separation float chamber 46. Occur alternately and continuously. When transferring fuel to the pressurized chamber,
If air bubbles are present near the pressurized chamber in the air release pipe 23, the air bubbles will return to the pressurized chamber again. Therefore, a reverse flow allowing only the gas-liquid separation float chamber 46 flow in the air release pipe 23. By arranging the stop valve, air can be reliably released even while the engine 1 is operating. Since the shocking high-pressure wave has strong directivity in the normal direction of the generation surface, the amount of fuel pushed out into the air vent pipe 23 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small. Due to the slight action of pushing the fuel into the air vent pipe 23, the air bubbles in the air vent pipe 23 are surely moved to the gas-liquid separation float chamber 46 and separated. In addition,
Although the amount of fuel pushed back into the fuel supply pipe 21 during fuel injection (the amount of fuel leakage) is small, the fuel supply pipe 21
If a check valve that allows a flow only in the direction of the pressurizing chamber is arranged inside, the amount of injection leakage can be reduced.

【００１４】また、燃料供給パイプ２１に燃料ポンプ１
９Ｂを設けることができ、エア抜きパイプ２３に所定圧
（衝撃的高圧より低い圧力）以上で開となる調圧弁１０
１を設ける。この場合には気液分離フロート室４６は廃
止し、燃料コック１９Ａと燃料ポンプ１９Ｂを燃料供給
パイプ２１で連結する。Further, the fuel pump 1 is connected to the fuel supply pipe 21.
9B, and a pressure regulating valve 10 which is opened at a predetermined pressure (lower than a shocking high pressure) or more in the air vent pipe 23.
1 is provided. In this case, the gas-liquid separation float chamber 46 is eliminated, and the fuel cock 19A and the fuel pump 19B are connected by the fuel supply pipe 21.

【００１５】この実施の形態のエンジン１ではさらに、
オイルを供給するためにオイル噴射装置を用いている。
４９はオイル噴射ユニットであり、後述の実施の形態の
高圧発生装置１６が用いられる。このオイル噴射ユニッ
ト４９からオイル配管５３、５４を介してインジェクタ
５５からクランク室６００及びシリンダ内にオイルが噴
射される。オイル噴射ユニット４９にはストレーナ５２
を介してオイルタンク５１からオイルポンプ５０により
オイルが供給される。このオイル噴射ユニット４９は、
後述の各実施の形態と同様に、高圧発生源を有し、衝撃
的高圧によりインジェクタ５５からオイルを噴射するも
のであり、その構成や衝撃的高圧波の発生原理や作用及
び噴射動作は、後述の各実施の形態と同じである。な
お、加圧室には一つの衝撃的高圧発生部に対向した位置
にオイル配管５３に各々連通する複数の潤滑油吐出ポー
トが設けられる。このオイル噴射装置にも、上記したよ
うなエア抜き手段を配置することにより、簡単にエア抜
きが可能となる。In the engine 1 of this embodiment,
An oil injection device is used to supply oil.
Reference numeral 49 denotes an oil injection unit, which uses the high-pressure generator 16 of an embodiment described later. Oil is injected from the oil injection unit 49 into the crank chamber 600 and the cylinder from the injector 55 via the oil pipes 53 and 54. The oil injection unit 49 includes a strainer 52
The oil is supplied from the oil tank 51 by the oil pump 50 via the. This oil injection unit 49 is
As in the embodiments described later, it has a high-pressure generating source and injects oil from the injector 55 by a shocking high pressure, and its configuration, generation principle and action of the shocking high-pressure wave, and the injection operation will be described later. This is the same as each of the embodiments. The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge ports each of which communicates with the oil pipe 53 at a position facing one shocking high-pressure generating section. By arranging the above-described air bleeding means also in this oil injection device, air bleeding can be easily performed.

【００１６】図２は燃料噴射ユニットの詳細構成図であ
る。この実施の形態では、燃料噴射ユニット４４は、高
圧発生装置１６とインジェクタ１４が、一体にユニット
に形成され、この燃料噴射ユニット４４は、燃料噴射の
応答性がよく、かつコンパクトな構造になっている。イ
ンジェクタ１４は、先端に噴射孔４１が形成されたケー
ス本体２４を有し、この噴射孔４１に弁２５が装着され
る。弁２５はスプリング２６により常に閉方向に付勢さ
れる。このインジェクタ１４には、ケース２００を介し
て高圧発生装置１６の本体３１に接続され一体になって
いる。このインジェクタ１４に、衝撃的高圧波が伝播し
てくると、弁２５の内側面に衝突しさらに昇圧する。そ
して、そのエネルギーにより、スプリング２６に抗して
弁２５が押し開かれ、燃料が噴射される。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the fuel injection unit. In this embodiment, in the fuel injection unit 44, the high-pressure generator 16 and the injector 14 are integrally formed as a unit, and the fuel injection unit 44 has a good fuel injection response and a compact structure. I have. The injector 14 has a case main body 24 in which an injection hole 41 is formed at the tip, and a valve 25 is attached to the injection hole 41. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The injector 14 is connected to the main body 31 of the high-pressure generator 16 via a case 200 and is integrated therewith. When a shocking high-pressure wave propagates through the injector 14, the high-pressure wave collides with the inner surface of the valve 25, and the pressure is further increased. The valve 25 is pushed and opened against the spring 26 by the energy, and fuel is injected.

【００１７】高圧発生装置１６は、本体３１の内部に加
圧室３２が形成される。この加圧室３２の一方の端部側
に、衝撃的伸長素子１７ａ及びプランジャ１７ｂ等を含
むもので構成される高圧発生源１７が装着され、加圧室
３２内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室３２内の燃料に
衝撃的圧力を付与する。プランジャ１７ｂは、衝撃的伸
長素子１７ａの断面より大きい衝撃的加圧面１７ｂ１を
有し、プランジャ１７ｂは、衝撃的伸長素子１７ａと別
部品であり、衝撃的伸長素子１７ａの燃料側端部に圧入
固定して設けられる。衝撃的伸長素子１７ａは、例えば
圧電素子、磁歪素子、圧電素子と磁歪素子を直列にある
いは並列に連結したもの等で構成される。The high-pressure generator 16 has a pressurizing chamber 32 formed inside a main body 31. At one end of the pressurizing chamber 32, a high-pressure generating source 17 including a shock-extending element 17a, a plunger 17b, and the like is mounted, and a shocking high-pressure wave is generated in the pressurizing chamber 32. Impulsive pressure is applied to the fuel in the pressurizing chamber 32. The plunger 17b has an impact pressing surface 17b1 larger than the cross section of the impact extension element 17a. The plunger 17b is a separate component from the impact extension element 17a, and is press-fitted and fixed to the fuel-side end of the impact extension element 17a. Provided. The impact extension element 17a is composed of, for example, a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a piezoelectric element and a magnetostrictive element connected in series or in parallel, and the like.

【００１８】また、プランジャ１７ｂの外周には環状の
凹部１７ｂ２が形成され、この凹部１７ｂ２に衝撃的伸
長素子１７ａ側と加圧室３２とを区画するシール部材１
０２を備えている。シール部材１０２はＯリングやメカ
ニカルシールで構成され、シール部材１０２の位置は、
プランジャ１７ｂの途中部に設けられる。シール部材１
０２としてＯリングやメカニカルシールを用いること
で、衝撃的伸長素子１７ａを燃料より隔離でき、燃料中
に極僅かに含まれる水分や空気による腐食を防止でき
る。また、プランジャ１７ｂのストローク長は、衝撃的
伸長素子１７ａのストロークや変形量に対して十分確保
でき、反力は燃料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛
からない。また、ケースである筒状の本体３１が熱変形
を起こした場合でも作動ストロークの変位量は衝撃的伸
長素子１７ａの変位だけとなるため計量精度には影響し
ない。また、加圧室３２の形状の自由度が高く、しかも
エアが溜りにくい。なお、この実施の形態においては、
加圧室内壁３２ａを漏斗状にしている。An annular concave portion 17b2 is formed on the outer periphery of the plunger 17b, and the seal member 1 which partitions the impact extension element 17a side and the pressurizing chamber 32 into the concave portion 17b2.
02. The seal member 102 is configured by an O-ring or a mechanical seal, and the position of the seal member 102 is
It is provided in the middle of the plunger 17b. Seal member 1
By using an O-ring or a mechanical seal as 02, the shock-elongating element 17a can be isolated from the fuel, and corrosion due to moisture or air contained in the fuel very slightly can be prevented. Further, the stroke length of the plunger 17b can be sufficiently ensured with respect to the stroke and the amount of deformation of the impact extension element 17a, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the cylindrical main body 31 as a case undergoes thermal deformation, the displacement amount of the working stroke is only the displacement of the shock-elongating element 17a, and thus does not affect the measurement accuracy. In addition, the degree of freedom of the shape of the pressurizing chamber 32 is high, and the air hardly accumulates. In this embodiment,
The inner wall 32a of the pressurized chamber has a funnel shape.

【００１９】この加圧室内燃料に対する衝撃高圧波を付
与する衝撃的加圧面１７ｂ１に対向する側の加圧室内壁
３２ａの端部に加圧室３２に臨んで燃料吐出ポート３３
が開口する。この燃料吐出ポート３３は、インジェクタ
１４に連通する。The fuel discharge port 33 faces the pressurizing chamber 32 at the end of the pressurizing chamber wall 32a on the side facing the shocking pressurizing surface 17b1 for applying the high-pressure shock wave to the pressurizing chamber fuel.
Opens. This fuel discharge port 33 communicates with the injector 14.

【００２０】衝撃的高圧発生源１７の衝撃的伸長素子１
７ａは、端部を締め上げるナット４０３によりケース４
００に固定されている。４０１はナット締め上げ時の衝
撃的伸長素子１７ａの回り止めである。衝撃的高圧発生
源１７は、ケース４００を介して高圧発生装置１６の本
体３１に接続され一体になっている。衝撃的伸長素子１
７ａは、リード線３０により制御回路１８（図１）に連
結される。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１７ｂ
１に直交する筒状の本体３１の側面、即ち、高圧波が伝
播する進行方向に対する直角な側面には、燃料導入ポー
ト３５が加圧室３２に臨んで開口する。この燃料導入ポ
ート３５には前述の燃料ポンプ１９Ｂ（図１）に連通す
る燃料供給パイプ２１が接続される。燃料導入ポート３
５の近傍上流部にはスプリングでバックアップされた逆
止弁２１ａが配置され、エア抜きパイプ２３の上流側端
部には、調圧弁２３ａが配置されている。The shock extension element 1 of the shock high pressure source 17
7a is a case 4 with a nut 403 for tightening the end.
00 is fixed. Reference numeral 401 denotes a stopper for preventing the impact extension element 17a from rotating when the nut is tightened. The shock high voltage source 17 is connected to the main body 31 of the high voltage generator 16 via the case 400 and is integrated therewith. Shock extension element 1
7a is connected by a lead 30 to the control circuit 18 (FIG. 1). Impact pressure surface 17b of impact high pressure source 17
A fuel introduction port 35 opens on the side surface of the cylindrical main body 31 orthogonal to 1, that is, on the side surface perpendicular to the traveling direction in which the high-pressure wave propagates, facing the pressurizing chamber 32. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply pipe 21 communicating with the fuel pump 19B (FIG. 1). Fuel introduction port 3
A check valve 21a backed up by a spring is disposed at an upstream portion near the position 5, and a pressure regulating valve 23a is disposed at an upstream end of the air release pipe 23.

【００２１】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室３２内に燃料を充填した状態で、衝撃的高圧発生
源１７の衝撃的伸長素子１７ａに駆動電圧を印加するあ
るいは駆動電流を供給し始めると、衝撃的伸長素子１７
ａが形状変化する瞬間に衝撃的高圧波が発生する。この
衝撃的高圧波は、衝撃的加圧面１７ｂ１側からその衝撃
的加圧面１７ｂ１に対し直角方向に、加圧室３２の反対
面側の対向する位置の燃料吐出ポート３３に向かって瞬
時に伝播する。この圧力波が加圧室３２内を進行中に加
圧室の側面に開口する燃料導入ポート３５を通過する
が、この燃料導入ポート３５の開口方向は高圧波の進行
方向に対し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高
圧波の圧力は、燃料導入ポート３５内の燃料及びこれに
連通する燃料供給パイプ２１内の燃料に対し実質上何等
作用せず、高圧波のエネルギーはほとんど消費されな
い。衝撃的高圧発生源１７の衝撃的加圧面１７ｂ１から
発せられ、漏斗状の加圧室内壁３２ａにより集められ、
さらに昇圧した衝撃的高圧波は、この面に唯一形成され
た燃料吐出ポート３３内に進入し、インジェクタ１４に
向かって伝播する。インジェクタ１４に到達した衝撃的
高圧波は、スプリング２６に抗して弁２５を開き噴射孔
４１から高圧燃料を噴射させる。エア抜きパイプ２３
は、高圧発生装置１６の加圧室３２と気液分離手段であ
る燃料タンク２２を連通させ、加圧室３２までの広い範
囲の気泡を排出することができる。In the fuel injection device having such a configuration,
When the driving voltage is applied or the driving current is started to be supplied to the shock expanding element 17a of the shock high pressure source 17 while the pressurizing chamber 32 is filled with the fuel, the shock expanding element 17
An instantaneous high-pressure wave is generated at the moment when a changes shape. This shock high-pressure wave instantaneously propagates from the shock pressing surface 17b1 side in a direction perpendicular to the shock pressing surface 17b1 toward the fuel discharge port 33 on the opposite surface side of the pressing chamber 32. . This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 opening on the side surface of the pressurization chamber while traveling in the pressurization chamber 32, and the opening direction of the fuel introduction port 35 is perpendicular to the traveling direction of the high pressure wave. Therefore, the pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously has substantially no effect on the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel in the fuel supply pipe 21 communicating therewith, and the energy of the high-pressure wave is hardly consumed. . Emitted from the impulsive pressurizing surface 17b1 of the impulsive high-pressure source 17 and collected by the funnel-shaped pressurized interior wall 32a,
The shocked high-pressure wave that has further been boosted enters the fuel discharge port 33 formed solely on this surface, and propagates toward the injector 14. The shocking high-pressure wave that has reached the injector 14 opens the valve 25 against the spring 26 and injects high-pressure fuel from the injection hole 41. Air release pipe 23
The pressurized chamber 32 of the high-pressure generator 16 communicates with the fuel tank 22 serving as a gas-liquid separation unit, and a wide range of bubbles up to the pressurized chamber 32 can be discharged.

【００２２】図３乃至図６は電力供給装置とその特徴を
示し、図３はエンジンに備えられる発電機の断面図、図
４は図３のIV-IV線に沿う断面図、図５は電力供給装置
の回路図、図６は点火信号、充電信号及び放電信号のタ
イミングチャートである。3 to 6 show a power supply device and its features. FIG. 3 is a cross-sectional view of a generator provided in the engine, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a timing chart of an ignition signal, a charge signal, and a discharge signal.

【００２３】エンジン１のクランクケース４とシリンダ
ブロック３に軸受５ａを介してクランク軸５が回動可能
に軸支されている。クランク軸５の先端部には、発電機
６０が配置されている。発電機６０のフライホイール６
１がクランク軸５の先端部にキー６２を介して係合さ
れ、さらにナット６３により締付固定してフライホイー
ル６１がクランク軸５と一体回転可能になっている。フ
ライホイール６１の内側には、永久磁石６４が取り付け
られている。A crankshaft 5 is rotatably supported by a crankcase 4 and a cylinder block 3 of the engine 1 via a bearing 5a. A generator 60 is arranged at the tip of the crankshaft 5. Flywheel 6 of generator 60
1 is engaged with the tip of the crankshaft 5 via a key 62, and further fastened and fixed by a nut 63 so that the flywheel 61 can rotate integrally with the crankshaft 5. A permanent magnet 64 is attached inside the flywheel 61.

【００２４】クランクケース４とシリンダブロック３の
端面には、絶縁プレート６５を介してエンジン１の点火
用発電コイルＬ１と、バッテリ充電用発電コイルＬ１０
が取り付けられている。点火用発電コイルＬ１及びバッ
テリ充電用発電コイルＬ１０は、フライホイール６１の
内側に固着された永久磁石６４に対向して位置してい
る。点火用発電コイルＬ１から発電され、ダイオードＤ
１で直流にされて、その電荷は点火コンデンサＣ１に充
電され、点火スイッチを構成する点火用サイリスタＳＣ
Ｒ１のＯＮで点火コイル６８により高電圧を発生され、
エンジン１に設けた点火プラグ１３をスパークさせる。On the end surfaces of the crankcase 4 and the cylinder block 3, an ignition coil L 1 for the engine 1 and a coil L 10 for charging the battery via an insulating plate 65.
Is attached. The ignition power generation coil L1 and the battery charging power generation coil L10 are located opposite to the permanent magnet 64 fixed inside the flywheel 61. Electric power is generated from the ignition power generation coil L1 and the diode D
1, the electric charge is charged in the ignition capacitor C1, and the ignition thyristor SC constituting the ignition switch is turned on.
When R1 is turned on, a high voltage is generated by the ignition coil 68,
The spark plug 13 provided in the engine 1 is sparked.

【００２５】フライホイール６１の開口側の外周には、
磁性体である鉄製のサイリスタ起動コイル発電突起６９
が設けられ、このサイリスタ起動コイル発電突起６９に
対向して残留磁気を有する磁芯を配した点火サイリスタ
起動コイルＬ３が設けられ、この点火サイリスタ起動コ
イルＬ３にサイリスタ起動コイル発電突起６９が接近す
ることにより、点火サイリスタ起動コイルＬ３が起電さ
れ点火信号が生み出される。この点火サイリスタ起動コ
イルＬ３の点火信号により点火用サイリスタＳＣＲ１が
ＯＮする。On the outer periphery of the flywheel 61 on the opening side,
Magnetic thyristor starting coil power generation projection 69 made of iron
An ignition thyristor activation coil L3 having a magnetic core having residual magnetism is provided opposite to the thyristor activation coil power generation projection 69, and the thyristor activation coil power generation projection 69 approaches the ignition thyristor activation coil L3. As a result, the ignition thyristor starting coil L3 is electromotive and an ignition signal is generated. The ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3.

【００２６】点火サイリスタ起動コイルＬ３は、固定ベ
ース８１に取り付けられ、固定ベース８１は、クランク
ケース４とシリンダブロック３に設けられた絶縁リング
８２に固定されている。また、発電手段を構成するバッ
テリ充電用発電コイルＬ１０から発電され、ダイオード
Ｄ１０で直流に変換され、これらで電源回路４５の直流
電源を構成している。この電源回路４５は、ダイオード
Ｄ１０、バッテリＥ１及びバッテリ充電用発電コイルＬ
１０を有し、メインスイッチＳＷ１をＯＮすると、ＤＣ
−ＤＣコンバータ７００に電力を供給する。また、メイ
ンスイッチＳＷ１をＯＮした状態でスタータスイッチＳ
Ｗ２をＯＮすると、始動モータＭ１が駆動される。ＤＣ
−ＤＣコンバータ７００で高圧にされ、このＤＣ−ＤＣ
コンバータ７００と、燃料噴射ユニット４４の衝撃的伸
長素子１７ａとの間に、充電スイッチとしての衝撃的伸
長素子充電用サイリスタＳＣＲ２及び抵抗Ｒ１が接続さ
れ、図５に示すように、直流電源の正極から衝撃的伸長
素子１７ａの正極、衝撃的伸長素子１７ａを介して衝撃
的伸長素子１７ａの負極、この衝撃的伸長素子１７ａの
負極から直流電源の負極に到る第１の閉回路Ｋ１を形成
している。 但し、第１の閉回路Ｋｌ内の衝撃的伸
長素子１７ａは直流的には絶縁されたコンデンサを構成
している。すなわち、第１の閉回路Ｋｌには充電開始か
ら充電終了までの間電流が流れるが、充電完了後におい
ては電圧は付加されてはいるが、衝撃的伸長素子１７ａ
を通過して電流は流れない。The ignition thyristor starting coil L3 is attached to a fixed base 81, and the fixed base 81 is fixed to an insulating ring 82 provided on the crankcase 4 and the cylinder block 3. In addition, power is generated from the battery charging power generation coil L10 constituting the power generation means, and is converted into DC by the diode D10. The power supply circuit 45 includes a diode D10, a battery E1, and a battery charging power generation coil L.
10, when the main switch SW1 is turned on, DC
Supply power to the DC converter 700; Also, with the main switch SW1 turned ON, the starter switch S
When W2 is turned on, the starting motor M1 is driven. DC
-The voltage is increased by the DC converter 700 and this DC-DC
A thyristor SCR2 for charging a shock-extending element as a charging switch and a resistor R1 are connected between the converter 700 and the shock-expanding element 17a of the fuel injection unit 44, and as shown in FIG. Forming a first closed circuit K1 extending from the positive electrode of the shock expanding element 17a, the negative electrode of the shock expanding element 17a via the shock expanding element 17a, and the negative electrode of the shock expanding element 17a to the negative electrode of the DC power supply. I have. However, the shock-stretching element 17a in the first closed circuit Kl constitutes a DC-insulated capacitor. That is, a current flows through the first closed circuit Kl from the start of charging to the end of charging. After the completion of charging, although a voltage is applied, the shock-elongating element 17a
No current flows through the.

【００２７】また、衝撃的伸長素子１７ａとアースとの
間に放電スイッチとしての衝撃的伸長素子放電用サイリ
スタＳＣＲ３、抵抗Ｒ２が接続され、図５に示すよう
に、第１の閉回路Ｋ１と並列に、衝撃的伸長素子１７ａ
の正極と負極を結ぶ第２の閉回路Ｋ２を形成している。A thyristor SCR3 for discharging a shock-stretching element as a discharge switch and a resistor R2 are connected between the shock-stretching element 17a and the ground, and are connected in parallel with the first closed circuit K1 as shown in FIG. The shock-elongating element 17a
To form a second closed circuit K2 connecting the positive electrode and the negative electrode.

【００２８】衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９が接近すること
により発電し、クランク位置検出手段Ｓ２を構成する衝
撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４からの充電
信号によりＯＮする。また、衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３は、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が接近することにより発電し、クランク位置検出手段Ｓ
３を構成する衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル
Ｌ５からの放電信号によりＯＮする。このように、第１
の閉回路Ｋ１の途中に、放電スイッチを構成する衝撃的
伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３のオフより先行して
所定クランク角においてオンする充電スイッチを構成す
る衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２を配置して
いるが、直流電源そのものを所定のクランク角範囲のみ
電力を供給し、放電スイッチを構成する衝撃的伸長素子
放電用サイリスタＳＣＲ３は、充電スイッチを構成する
衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２がオンした後
にオンするようにし、充電スイッチを構成する衝撃的伸
長素子充電用サイリスタＳＣＲ２は、少なくとも放電ス
イッチを構成する衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣ
Ｒ３オフより以前にオフするように構成してもよい。Thyristor SCR2 for charging a shock-extending element
Generates power when the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches, and is turned on by a charging signal from the shock-extending element charging thyristor starting coil L4 constituting the crank position detecting means S2. Further, the thyristor SCR3 for discharging the shock-elongating element is provided with a thyristor starting coil power generation projection 69.
Generates power when the vehicle approaches, and the crank position detecting means S
3 is turned on by a discharge signal from the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5 constituting the third element. Thus, the first
Is arranged in the middle of the closed circuit K1, a shock-extending element charging thyristor SCR2 forming a charging switch which is turned on at a predetermined crank angle prior to turning off of the shock-expanding element discharging thyristor SCR3 forming a discharging switch. However, the DC power supply itself supplies power only within a predetermined crank angle range, and the thyristor SCR3 for discharging the shock-extending element constituting the discharge switch is turned on after the thyristor SCR2 for charging the shock-extending element constituting the charge switch is turned on. The thyristor SCR2 for charging the shock-extending element constituting the charging switch is turned on, and the thyristor SC for discharging the shock-extending element constituting at least the discharging switch
It may be configured to turn off before R3 turns off.

【００２９】なお、衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２を流れる電流は、衝撃的伸長素子１７ａへの充電
が完了すると停止する。且つ、サイリスタ起動コイル発
電突起６９は、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５に接近する前に、衝撃的伸長素子充電サイリスタ
起動コイルＬ４より離間する。これにより、衝撃的伸長
素子充電用サイリスタＳＣＲ２はオフ状態となる。その
後、サイリスタ起動コイル発電突起６９が衝撃的伸長素
子放電サイリスタ起動コイルＬ５に接近し、衝撃的伸長
素子放電サイリスタＳＣＲ３がオンとなる。そして、衝
撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を流れる電流
は、衝撃的伸長素子１７ａからの放電が完了すると停止
する。且つ、サイリスタ起動コイル発電突起６９は、再
び衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４に接近
する遥か前に、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイ
ルＬ５より離間する。これにより、衝撃的伸長素子放電
用サイリスタＳＣＲ３はオフ状態となる。なおさらに、
サイリスタ起動コイル発電突起６９を磁性体の一種であ
る永久磁石で構成しても良い。この場合、各コイルＬ
３、Ｌ４、Ｌ５の鉄心を残留磁気のないものとしても良
い。The thyristor S for charging the shock-extending element
The current flowing through CR2 stops when the charging of the shock-elongating element 17a is completed. In addition, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element charging thyristor activation coil L4 before approaching the impact extension element discharge thyristor activation coil L5. Thereby, the thyristor SCR2 for charging the shock-elongating element is turned off. Thereafter, the thyristor starting coil power generation projection 69 approaches the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5, and the shock-elongating element discharge thyristor SCR3 is turned on. Then, the current flowing through the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 stops when the discharge from the shock-elongating element 17a is completed. Further, the thyristor activation coil power generation projection 69 is separated from the impact extension element discharge thyristor activation coil L5 long before approaching the impact extension element charging thyristor activation coil L4 again. As a result, the thyristor SCR3 for discharging a shocking extension element is turned off. Still further,
The thyristor starting coil power generation projection 69 may be formed of a permanent magnet which is a kind of magnetic material. In this case, each coil L
The cores 3, 3, L4 and L5 may have no residual magnetism.

【００３０】衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル
Ｌ４と、衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイルＬ５
は、サイリスタ起動コイル発電突起６９に対向して固定
ベース８１に取り付けられている。衝撃的伸長素子充電
サイリスタ起動コイルＬ４と、衝撃的伸長素子放電サイ
リスタ起動コイルＬ５は、所定間隔を隔てて配置され、
この所定間隔が充電と放電の時間間隔を設定している。The shock extension element charging thyristor activation coil L4 and the shock extension element discharge thyristor activation coil L5
Are mounted on the fixed base 81 so as to face the thyristor starting coil power generation projection 69. The shock-elongating element charging thyristor starting coil L4 and the shock-elongating element discharging thyristor starting coil L5 are arranged at a predetermined interval,
This predetermined interval sets the time interval between charging and discharging.

【００３１】衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳＣＲ２
の充電信号は、図６に示すようにクランク角下死点後に
出力される。これにより衝撃的伸長素子１７ａが伸長し
燃料を噴射する。また、衝撃的伸長素子放電用サイリス
タＳＣＲ３は衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル
Ｌ５からの放電信号によりＯＮし、この放電信号は、充
電信号の出力後に出力され、これにより衝撃的伸長素子
１７ａが収縮し、次の噴射に備える。また、この時燃料
噴射ユニット４４から僅かな燃料が噴射される。この燃
料が噴射された後の上死点前で、点火信号が出力されて
点火プラグ１３がスパークする。Thyristor SCR2 for charging a shock-extending element
Is output after the bottom dead center of the crank angle as shown in FIG. As a result, the shock-extending element 17a extends and injects fuel. Further, the thyristor SCR3 for discharging the shock-stretching element is turned on by the discharge signal from the shock-stretching element discharge thyristor activation coil L5, and this discharge signal is output after the output of the charging signal, whereby the shock-stretching element 17a contracts. And prepare for the next injection. At this time, a small amount of fuel is injected from the fuel injection unit 44. Before the top dead center after the fuel is injected, an ignition signal is output and the spark plug 13 sparks.

【００３２】また、電源回路４５と、放電スイッチを構
成する衝撃的伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３との間
には、放電回路Ｋ３が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起
動コイルＬ５と並列に接続されている。放電回路Ｋ３
は、放電スイッチＳＷ３、タイマーＴ及びダイオードＤ
１１から構成されている。放電スイッチＳＷ３は、メイ
ンスイッチＳＷ１と連動して作動する。放電スイッチＳ
Ｗ３は、放電回路Ｋ３を常に開き状態にしているが、メ
インスイッチＳＷ１がオフされると、放電スイッチＳＷ
３が閉じる。この放電スイッチＳＷ３が閉じると、例え
ば２秒間タイマーＴが作動してダイオードＤ１１を介し
てバッテリＥ１からの電力を衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３に供給してオンさせる。これにより衝撃
的伸長素子１７ａが放電し、衝撃的伸長素子１７ａは常
に放電状態になる。A discharge circuit K3 is connected between the power supply circuit 45 and the thyristor SCR3 for discharging the shock-extending element constituting the discharge switch in parallel with the shock-extending element discharge thyristor starting coil L5. Discharge circuit K3
Is a discharge switch SW3, a timer T and a diode D
11. The discharge switch SW3 operates in conjunction with the main switch SW1. Discharge switch S
W3 keeps the discharge circuit K3 open, but when the main switch SW1 is turned off, the discharge switch SW3 is turned off.
3 closes. When the discharge switch SW3 is closed, for example, the timer T operates for 2 seconds to supply the power from the battery E1 to the thyristor SCR3 for discharging the shock-stretching element through the diode D11 to turn it on. Thus, the shock-elongating element 17a discharges, and the shock-elongating element 17a is always in a discharged state.

【００３３】次に、この電力供給装置の作動について説
明する。エンジン１の起動時に、メインスイッチＳＷ１
がＯＮすると、これに連動して放電スイッチＳＷ３がオ
フされて放電回路Ｋ３は開状態になる。このメインスイ
ッチＳＷ１をＯＮした状態でスタータスイッチＳＷ２を
ＯＮすると、始動モータＭ１が駆動され、これによりク
ランク軸５を回転させると、これに連動して発電機６０
のフライホイール６１が回転する。フライホイール６１
内の永久磁石６４がバッテリ充電用発電コイルＬ１０を
通過すると発電され、ダイオードＤ１を介してバッテリ
Ｅ１が充電される。バッテリＥ１からＤＣ−ＤＣコンバ
ータ７００を介して衝撃的伸長素子充電用サイリスタＳ
ＣＲ２へ電力が供給される。Next, the operation of the power supply device will be described. When the engine 1 starts, the main switch SW1
Is turned on, the discharge switch SW3 is turned off in conjunction with this, and the discharge circuit K3 is opened. When the starter switch SW2 is turned on while the main switch SW1 is turned on, the starting motor M1 is driven, and when the crankshaft 5 is rotated by this, the generator 60
Of the flywheel 61 rotates. Flywheel 61
When the permanent magnet 64 inside passes through the battery charging power generation coil L10, power is generated, and the battery E1 is charged via the diode D1. Thyristor S for charging a shock-extending element from battery E1 via DC-DC converter 700
Power is supplied to CR2.

【００３４】一方、サイリスタ起動コイル発電突起６９
が衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４を通過
すると、衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイルＬ４
がＯＮとなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ７００から衝撃的
伸長素子１７ａヘ電荷が流れる。この時衝撃的伸長素子
１７ａが伸長し、燃料を噴射する。サイリスタ起動コイ
ル発電突起６９が衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コ
イルＬ５を通過すると、衝撃的伸長素子放電用サイリス
タＳＣＲ３がＯＮとなり、衝撃的伸長素子１７ａの電荷
が抵抗Ｒ２へ流れ、衝撃的伸長素子１７ａは放電されて
収縮し、次の噴射に備えるとともに、僅かに燃料を噴射
する。On the other hand, the thyristor starting coil power generation projection 69
Passes through the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4, the shock-elongating element charging thyristor starting coil L4
Is turned on, and electric charge flows from the DC-DC converter 700 to the shock-elongating element 17a. At this time, the shock-elongating expansion element 17a expands and injects fuel. When the thyristor starting coil power generation projection 69 passes through the shock-elongating element discharge thyristor starting coil L5, the shock-elongating element discharging thyristor SCR3 is turned ON, and the electric charge of the shock-elongating element 17a flows to the resistor R2, and the shock-expanding element 17a Is discharged, contracts, and prepares for the next injection, while slightly injecting fuel.

【００３５】そして、サイリスタ起動コイル発電突起６
９が点火サイリスタ起動コイルＬ３を通過すると、点火
サイリスタ起動コイルＬ３の点火信号により点火用サイ
リスタＳＣＲ１がＯＮして、フライホイール６１内の永
久磁石６４が点火用発電コイルＬ１を通過して発電さ
れ、点火コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が、点火コイ
ル６８の１次側に流れ、点火コイル６８の２次側により
点火プラグ１３がスパークしてエンジン１が起動する。The thyristor starting coil power generation projection 6
When 9 passes through the ignition thyristor activation coil L3, the ignition thyristor SCR1 is turned on by the ignition signal of the ignition thyristor activation coil L3, and the permanent magnet 64 in the flywheel 61 passes through the ignition power generation coil L1 to generate electric power. The electric charge stored in the ignition capacitor C1 flows to the primary side of the ignition coil 68, and the ignition plug 13 is sparked by the secondary side of the ignition coil 68 to start the engine 1.

【００３６】バッテリＥ１の容量が不足しているとき
に、メインスイッチＳＷ１をＯＮし、スタータスイッチ
ＳＷ２をＯＮしても始動モータＭ１が駆動しないが、キ
ックレバー５１３によりスタータ駆動ギヤ５１２が回転
し、これによりドリブンギヤ５１１を介してクランク軸
５を強制的に回転する。この場合には、衝撃的伸長素子
充電コイルＬ２からダイオードＤ２を介して衝撃的伸長
素子充電コンデンサＣ２に充電され、この衝撃的伸長素
子充電コンデンサＣ２から切換スイッチ７１０を介して
衝撃的伸長素子充電サイリスタＳＣＲ２に電圧が負荷さ
れる。なお、切換スイッチ７１０は始動モータＭｌが起
動される場含にはＤＣ−ＤＣコンバータ７００と衝撃的
伸長素子充電サイリスタＳＣＲ２の間を導通可能とす
る。衝撃的伸長素子１７ａの充電、放電のさせ方は前記
の通りである。When the main switch SW1 is turned on and the starter switch SW2 is turned on when the capacity of the battery E1 is insufficient, the starter motor M1 is not driven, but the starter drive gear 512 is rotated by the kick lever 513. As a result, the crankshaft 5 is forcibly rotated via the driven gear 511. In this case, the shock-extending element charging capacitor C2 is charged from the shock-expanding element charging coil L2 via the diode D2, and the shock-expanding element charging thyristor is transferred from the shock-expanding element charging capacitor C2 via the changeover switch 710. A voltage is applied to SCR2. The switch 710 enables conduction between the DC-DC converter 700 and the shock-extending element charging thyristor SCR2 when the starting motor Ml is started. The method of charging and discharging the impact extension element 17a is as described above.

【００３７】メインスイッチＳＷ１がオフされると、リ
ングで連結された放電スイッチＳＷ３が連動して閉じ、
タイマーＴが作動して所定時間ダイオードＤ１１を介し
てバッテリＥ１からの電力を衝撃的伸長素子放電用サイ
リスタＳＣＲ３に供給してオンさせる。これにより衝撃
的伸長素子１７ａが放電し、衝撃的伸長素子１７ａは常
に放電状態になる。このように、エンジン１の停止時、
電源スイッチを構成するメインスイッチＳＷ１のオフに
より放電回路Ｋ３により放電スイッチを構成する衝撃的
伸長素子放電用サイリスタＳＣＲ３を所定時間作動さ
せ、衝撃的伸長素子１７ａを放電させる。このため、衝
撃的伸長素子１７ａへの充電状態あるいは放電状態のい
ずれかでエンジン１が停止されても、常に衝撃的伸長素
子１７ａは常に放電が完了した状態になり、エンジン１
の再始動時に燃料供給タイミングが変化することがな
く、安定した再始動性が得られる。特に、この実施の形
態の自動二輪車に搭載される２サイクル内燃機関に備え
る場合には、例えばキックスタータでクランク軸５を回
転して始動し、クランク軸５の１回転に１回の点火タイ
ミングしかないが、衝撃的伸長素子１７ａは常に放電状
態にすることができるため、この１回の点火タイミング
に燃料供給タイミングを合わせて設定することができ、
安定した再始動性が得られる。When the main switch SW1 is turned off, the discharge switch SW3 connected by a ring closes in conjunction with the main switch SW1.
The timer T operates to supply the electric power from the battery E1 to the thyristor SCR3 for discharging the shock-extending element through the diode D11 for a predetermined time to turn it on. Thus, the shock-elongating element 17a discharges, and the shock-elongating element 17a is always in a discharged state. Thus, when the engine 1 is stopped,
When the main switch SW1 constituting the power switch is turned off, the discharge circuit K3 causes the thyristor SCR3 for discharging the shock-extending element forming the discharge switch to operate for a predetermined time to discharge the shock-expanding element 17a. For this reason, even if the engine 1 is stopped in either the charging state or the discharging state of the shock-elongating element 17a, the shock-elongating element 17a is always in a state where the discharge is always completed, and the engine 1
When the fuel supply is restarted, the fuel supply timing does not change, and stable restartability can be obtained. In particular, when the engine is provided in a two-stroke internal combustion engine mounted on the motorcycle of this embodiment, the crankshaft 5 is started by rotating the crankshaft 5 with, for example, a kick starter, and only one ignition timing is performed per rotation of the crankshaft 5. However, since the impact extension element 17a can always be in a discharge state, the fuel supply timing can be set in accordance with this one ignition timing,
Stable restartability is obtained.

【００３８】図７は衝撃的伸長素子として圧電素子を用
いた衝撃的高圧発生源の詳細構成図である。この衝撃的
高圧発生源１７は、密閉ケース７１内に設けた複数枚の
圧電素子７３を有し、各圧電素子７３間には、正極板１
５ｌａと負極板１５１ｂが交互に配設される。これらの
圧電素子７３、正極板１５ｌａ及び負極板１５ｌｂは、
積層された状態で、保持具７４及びプランジャ１５２間
に挟持され、ボルト７２により相互に固定保持される。
このようにボルト７２で一体的に固定保持された圧電素
子７３は、その保持具７４を介して、ねじ部材７５によ
り、密閉ケース７１内に取付けられる。各正極板１５ｌ
ａ同士及び負極板１５ｌｂ同士は、それぞれ導電板７６
で連結され、正電荷供給線３０３及び負電荷供給線３０
４を介して電圧調整器３０２に接続される。密閉ケース
７１からの各電荷供給線３０３、３０４の取り出し部に
は、シール用グロメット７７が装着され、ケース内の密
封性が保持される。電圧調整器３０２はＥＣＵ９５に接
続され、後述のように駆動制御される。３００は交流電
源、３０１は交直変換回路である。FIG. 7 is a detailed block diagram of an impact high voltage source using a piezoelectric element as an impact extension element. The shock high voltage source 17 has a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a sealed case 71, and a positive electrode plate 1 is provided between the piezoelectric elements 73.
5la and the negative electrode plate 151b are arranged alternately. These piezoelectric element 73, positive electrode plate 15la and negative electrode plate 15lb
In a stacked state, it is sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 and fixedly held together by the bolt 72.
The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the bolts 72 is attached to the inside of the closed case 71 by the screw member 75 via the holder 74. Each positive electrode plate 15l
a and the negative plates 15lb are connected to the conductive plate 76, respectively.
And the positive charge supply line 303 and the negative charge supply line 30
4 is connected to the voltage regulator 302. A sealing grommet 77 is attached to a portion where each of the charge supply lines 303 and 304 is taken out from the sealed case 71 to maintain the hermeticity of the case. The voltage regulator 302 is connected to the ECU 95 and is driven and controlled as described later. Reference numeral 300 denotes an AC power supply, and 301 denotes an AC / DC conversion circuit.

【００３９】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるチタン酸ジルコン
酸鉛（ＰＺＴ）が代表的である。Here, the piezoelectric element is a known piezoelectric actuator composed of an element having a so-called piezoelectric effect. Note that there are various kinds of materials having a piezoelectric effect, from quartz to polymers, and a typical material for a piezoelectric actuator is lead zirconate titanate (PZT), which is a kind of piezoelectric ceramics.

【００４０】プランジャ１５２は、衝撃的伸長素子を構
成する圧電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５
２ａを有し、プランジャ１５２は、圧電素子７３と別部
品であり、圧電素子７３の燃料側端部に設けられる。圧
電素子７３の断面より大きい衝撃的加圧面１５２ａを有
するプランジャ１７ｂを用いることで、簡単な構成でよ
り大きな衝撃的圧力を得て燃料を効率よく供給すること
ができる。The plunger 152 has an impact-pressing surface 15 larger than a cross section of the piezoelectric element 73 constituting the impact-expanding element.
2a, the plunger 152 is a separate component from the piezoelectric element 73, and is provided at the fuel-side end of the piezoelectric element 73. By using the plunger 17b having the impact pressing surface 152a larger than the cross section of the piezoelectric element 73, it is possible to obtain a greater impact pressure with a simple configuration and supply fuel efficiently.

【００４１】また、プランジャ１５２外周には環状の凹
部１５２ｂが形成され、この凹部１５２ｂに圧電素子７
３側と加圧室３２とを区画するシール部材１５３を備え
ている。シール部材１５３の位置は、プランジャ１５２
の途中部に設けられる。シール部材１５３を用いること
で、プランジャ１５２のストローク長は、圧電素子７３
のストロークや変形量に対して十分確保でき、反力は燃
料圧と摩擦力によるもので余分な力は掛からない。ま
た、密閉ケース７１が熱変形を起こした場合でも作動ス
トロークの変位量は圧電素子７３の変位だけとなるため
計量精度には影響しない。また、シール部材１５３は高
圧発生装置１６から燃料を外部に漏れないようにするこ
とができる。シール用グロメット７７はさらに燃料洩れ
防止に寄与する。シール部材１５３は、圧電素子７３を
燃料より隔離し、燃料タンク２２内において結露等によ
り燃料中に混入する水分により、圧電素子７３が腐食す
るのを防止する。An annular recess 152b is formed on the outer periphery of the plunger 152, and the piezoelectric element 7 is formed in the recess 152b.
There is provided a seal member 153 for partitioning the pressure chamber 32 from the third side. The position of the seal member 153 is
Is provided in the middle part of. By using the sealing member 153, the stroke length of the plunger 152 is
The stroke and the deformation amount can be sufficiently secured, and the reaction force is due to the fuel pressure and the frictional force, so that no extra force is applied. Further, even when the sealed case 71 is thermally deformed, the displacement amount of the operation stroke is only the displacement of the piezoelectric element 73, and thus does not affect the measurement accuracy. Further, the seal member 153 can prevent the fuel from leaking from the high-pressure generator 16 to the outside. The sealing grommet 77 further contributes to preventing fuel leakage. The seal member 153 separates the piezoelectric element 73 from the fuel, and prevents the piezoelectric element 73 from being corroded by water mixed in the fuel due to dew condensation or the like in the fuel tank 22.

【００４２】図７において、複数枚（この例では７枚）
の圧電素子（圧電セラミックス）７３及びこれらを挟み
込むように配置され、一体化された正極板１５１ａと負
極板１５ｌｂとにより電歪素子が形成される。交流電源
３００からの交流電流は交直変換回路３０１を経て直流
電圧に変換され、電圧調整器３０２に入力される。電圧
調整器３０２は、ＥＣＵ９５により制御され、正電荷供
給線３０３あるいは負電荷供給線３０４とそれぞれ接続
される２つのアウトプットの内、正電荷供給線３０３側
を所定の電圧の正電圧に調整する一方、負電荷供給線３
０４側をアースする。また正極板１５ｌａの電圧を下げ
る場合には、正極板１５ｌａの電荷の一部をアースさせ
る。正極板１５ｌａと負極板１５ｌｂの間の圧電セラミ
ックスは、２つの極板による電界の大きさに略比例し
て、極板方向に変位する。この変位が図９のものでは７
つ集積されて大きな変位となる。In FIG. 7, a plurality of sheets (seven sheets in this example)
The piezoelectric element (piezoelectric ceramic) 73 and the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 15lb which are arranged so as to sandwich them form an electrostrictive element. An AC current from the AC power supply 300 is converted into a DC voltage via the AC / DC conversion circuit 301 and input to the voltage regulator 302. The voltage regulator 302 is controlled by the ECU 95 and adjusts the positive charge supply line 303 side of the two outputs connected to the positive charge supply line 303 or the negative charge supply line 304 to a predetermined positive voltage. On the other hand, the negative charge supply line 3
Ground the 04 side. When lowering the voltage of the positive electrode plate 15la, a part of the electric charge of the positive electrode plate 15la is grounded. The piezoelectric ceramic between the positive electrode plate 15la and the negative electrode plate 15lb is displaced in the direction of the electrode plates in substantially proportion to the magnitude of the electric field generated by the two electrode plates. This displacement is 7 in FIG.
And the displacement becomes large.

【００４３】図８は高圧発生装置で発生する衝撃的高圧
とその駆動信号との関係を示すグラフである。グラフａ
は圧力波形、グラフｂは駆動信号を示す。グラフａにお
いて、Ｐ１は外開式弁あるいは内開式弁を持つインジェ
クタの開弁圧を示し、Ｐ０は加圧前の加圧室内圧力を示
す。図示したように、駆動信号をオンにした直後に、開
弁圧を大きく超える高圧が衝撃的に発生し、その後急激
に減衰振動する。前述の各実施例は、この駆動信号入力
直後の衝撃的高圧を燃料中で有効に伝播して利用するも
のである。また、図示したように、駆動信号をオフにし
た直後に、一旦圧力波形が低下するとともにその振動の
反作用で圧力が上昇し、開弁圧Ｐ１を超える圧力波が発
生する。このような駆動信号オフ時の圧力ピークをオン
時と同様に衝撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴射
に利用することも可能である。なお、高圧発生装置に図
７に示すように圧電素子を使用するものでは、駆動信号
は所定以上の電圧値を持つパルス電圧信号である。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the impulsive high voltage generated by the high voltage generator and its driving signal. Graph a
Represents a pressure waveform, and graph b represents a drive signal. In the graph a, P1 indicates the valve opening pressure of an injector having an external or internal valve, and P0 indicates the pressure in the pressurizing chamber before pressurization. As shown in the figure, immediately after the drive signal is turned on, a high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in an impact, and then rapidly attenuates. In each of the above-described embodiments, the shock high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated in the fuel and used. Further, as shown in the drawing, immediately after the drive signal is turned off, the pressure waveform temporarily decreases and the pressure increases due to the reaction of the vibration, and a pressure wave exceeding the valve opening pressure P1 is generated. Such a pressure peak when the drive signal is off can be propagated to the injection hole as an impact pressure as in the case of on and used for fuel injection. In the case where a piezoelectric element is used in the high-voltage generator as shown in FIG. 7, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value equal to or higher than a predetermined value.

【００４４】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、内燃機関の停止時、電源スイッチのオフにより
放電スイッチを所定時間作動させ、衝撃的伸長素子を放
電させることで、衝撃的伸長素子は常に放電状態になる
ため、内燃機関を再始動する時に点火タイミングに応じ
て燃料供給タイミングを合わせて設定することができ、
安定した再始動性が得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the internal combustion engine is stopped, the discharge switch is operated for a predetermined time by turning off the power switch to discharge the shock-extending element. Since the extension element is always in a discharged state, the fuel supply timing can be set in accordance with the ignition timing when the internal combustion engine is restarted,
Stable restartability is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係る燃料噴射装置を適用した２サイ
クル内燃機関の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a two-cycle internal combustion engine to which a fuel injection device according to the present invention is applied.

【図２】燃料噴射ユニットの詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a fuel injection unit.

【図３】エンジンに備えられる発電機の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a generator provided in the engine.

【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;

【図５】電力供給装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a power supply device.

【図６】点火信号、充電信号及び放電信号のタイミング
チャートである。FIG. 6 is a timing chart of an ignition signal, a charge signal, and a discharge signal.

【図７】圧電素子を用いた高圧発生源の詳細構成図であ
る。FIG. 7 is a detailed configuration diagram of a high-voltage generation source using a piezoelectric element.

【図８】衝撃的高圧波と駆動信号のグラフである。FIG. 8 is a graph of a high voltage shock wave and a drive signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５ クランク軸 １６ 高圧発生装置 １７ 衝撃的高圧発生源 １７ａ 衝撃的伸長素子 ３２ 加圧室 ４１ 噴射孔 ６９ サイリスタ起動コイル発電突起 ＳＣＲ３ 衝撃的伸長素子放電用サイリスタ Ｌ４ 衝撃的伸長素子充電サイリスタ起動コイル Ｌ５ 衝撃的伸長素子放電サイリスタ起動コイル Ｅ１ バッテリ Ｋ１ 第１の閉回路 Ｋ２ 第２の閉回路 Ｋ３ 放電回路 Reference Signs List 5 crankshaft 16 high-voltage generator 17 high-impact high-voltage generation source 17a shock-extending element 32 pressurizing chamber 41 injection hole 69 thyristor starting coil power generation projection SCR3 shock-extending element discharging thyristor L4 shock-extending element charging thyristor starting coil L5 shock Elongation element discharge thyristor starting coil E1 Battery K1 First closed circuit K2 Second closed circuit K3 Discharge circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/09 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｋ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code FI H01L 41/09 H01L 41/08 K

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】直流電源の正極から衝撃的伸長素子の正
極、この衝撃的伸長素子を介して前記衝撃的伸長素子の
負極、この衝撃的伸長素子の負極から直流電源の負極に
到る第１の閉回路を形成し、この第１の閉回路と並列
に、前記衝撃的伸長素子の正極と負極を結ぶ第２の閉回
路を形成し、前記第１の閉回路の途中に配置した充電ス
イッチと前記第２の閉回路の途中に配置した放電スイッ
チとのオン、オフ作動により前記衝撃的伸長素子に直流
電源から電力を供給して伸長させることにより加圧室内
の燃料を衝撃力で加圧し、噴射孔から燃料を噴射する燃
料噴射装置において、前記第１の閉回路の途中に電源ス
イッチを配置し、この電源スイッチのオフにより前記放
電スイッチを所定時間作動させる放電回路を備えること
を特徴とする燃料噴射装置。A first power supply extends from the positive electrode of the DC power supply to the positive electrode of the shock-stretching element, to the negative electrode of the shock-stretching element via the shock-stretching element, and from the negative electrode of the shock-stretching element to the negative electrode of the DC power supply. , A second closed circuit connecting the positive electrode and the negative electrode of the shock-extending element is formed in parallel with the first closed circuit, and a charging switch disposed in the middle of the first closed circuit. And the discharge switch arranged in the middle of the second closed circuit is turned on and off to supply electric power from the DC power supply to the shock-elongating element to expand it, thereby pressurizing the fuel in the pressurized chamber with an impact force. A fuel injection device for injecting fuel from an injection hole, wherein a power switch is disposed in the middle of the first closed circuit, and a discharge circuit for operating the discharge switch for a predetermined time by turning off the power switch is provided. Fuel injection Location.